何 木
(广州西二环高速公路有限公司,广东 广州 510080)
简言之,钢桥面环氧沥青混凝土铺装就是直接在正交异形钢板上敷设环氧沥青混凝土。和普通高速公路、桥梁的沥青层铺装相比,钢桥面环氧沥青混凝土铺装受到的影响因素更多,尤其是对大跨径钢箱梁来说,在其桥面上铺筑环氧沥青混凝土,好比在光滑的玻璃表面铺筑橡皮泥,既要保证层间抗剪,又要满足风载和行车荷载,还要兼顾空气湿度和桥面温度。因此在前期方案设计中,设计人员应充分考虑铺装材料的性质,选择的材料应具有低质量、高粘结性以及低透水性等特点,确保材料的适用性、稳定性、耐久性以及形变量满足工程需要。
本文以某特大型跨江悬索桥桥面铺装工程为研究对象。工程全长约为13 km,技术等级为双向八车道,设计速度100 km/h。工程主线为桥梁结构,包含双塔双跨悬索桥一座、双塔单跨悬索桥一座、引桥及互通立交主线桥。
桥面铺装结构组成为:防水粘结层+30 mm下面层环氧沥青混凝土(EA10)+粘结层+35 mm上面层环氧沥青混凝土(EA10),桥面铺装设计的总厚度为6.5 cm,具体如表1所示。
表1 桥面铺装结构组成
项目所用主要材料包括:基质沥青、改性沥青、环氧树脂(防水粘结层和环氧沥青混凝土用)、集料、矿粉、木质素纤维等。其中基质沥青主要使用壳牌70#沥青,环氧树脂主要采用日本进口的KD-BEP环氧结合料和KD-HYP防水粘层油拌和而成。
钢桥面铺装施工流程见图1。
图1 钢桥面铺装施工流程图
先采用边角抛丸机对路缘石边部进行喷砂除锈,后采用车载式抛丸机对行车道进行喷砂除锈。每幅喷砂抛丸相互搭接不少于3 cm,喷砂速度及钢丸比例通过试抛丸试验确定。特别说明的是:遇雨雾、结露等天气时严禁除锈作业。
喷砂除锈检验合格后,随即开展环氧富锌漆喷涂工作。喷涂时应考虑风速对喷涂质量的影响,喷涂速度根据喷砂除锈效率及天气情况决定[1]。
1)环氧树脂制备。环氧树脂粘结剂主剂和固化剂的温度都应控制在同一温度区间,温差不超过4 ℃。主剂与固化剂等份混合,搅拌时间不少于3 min。为了对材料温度进行严格控制,建议在施工过程中采用移动式恒温房,在条件允许的情况下,施工人员应尽量降低恒温温度(不低于23 ℃),从而使混合后的固化时间延长。
2)环氧树脂涂布。环氧树脂主剂和固化剂充分混合后方可开始刷涂作业。涂刷中注意时间控制,同时为保证涂刷均匀,建议采用十字交叉法。表2为环氧树脂粘结剂可使用时间。
表2 环氧树脂粘结剂可使用时间
1)环氧沥青生产。为降低主剂和固化剂粘度,先行预热环氧树脂主剂和固化剂,加热温度不高于65 ℃;将混合好的环氧树脂和沥青按1:1比例同时投入拌缸内搅拌,必须保证有充足的拌和时间。混合料搅拌时长不低于40s,出料温度设定在175 ℃±5 ℃。
2)环氧沥青摊铺。正常情况下,防水粘结层涂布应在第一天上午完成,而第一层EA10沥青混合料的拌和施工则在第二天的上午进行。
环氧沥青混合料摊铺的关键是要在规定温度和时间内及时完成,宜采用全幅摊铺,摊铺方向与车辆行驶方向保持一致;如采用分幅摊铺方式,需要做好接缝处理[2]。施工材料通过运料车运送至摊铺机前,司机应控制好停车距离,避免运料车与摊铺机相撞。卸料时运料车司机挂空挡、轻踩刹车,使运料车在摊铺机的推动下前行。
需要注意的是,纵向接缝不应位于行车道轮迹带内,与轮迹带边缘距离不得少于0.6 m;与纵隔板或纵向加劲肋上翼缘间距不应小于0.15 m;接缝界面涂布环氧树脂粘结剂,压实完成后进行灌缝处理。由于EA10混合料具有较大的粘度,因此,混合料的找补和更换都不允许使用人工。
3)碾压与养护。碾压的主要设备为双钢轮振动压路机和胶轮压路机,前者的数量为3台,后者的数量为2台。碾压的遍数和速度如表3所示。
表3 碾压方案
碾压完成后,施工人员应对碾压的情况进行验收,利用3 m直尺对铺装平面是否平整进行检测。检测过程中,施工人员首先将直尺放置于铺装层上,使其与路面中心线平行,然后再对路面表面距直尺边的变化距离进行观察,当变化距离控制在3 mm以内时则铺装合格。接着,施工人员将直尺放置于行车道内,使其与路面中心线垂直,如果不存在>5 mm的凹坑,则铺装合格[3]。
环氧沥青混凝土的养护方式为自然养护,养护的时间与实际施工环境有关,一般在3~14天之间。为了尽快对上面层进行施工,施工人员可根据环境温度与现场同步养生试验缩短养生时间。表4为环氧沥青混凝土关键控制点及应对措施。
表4 环氧沥青混凝土关键控制点及应对措施
通过对本项目实例进行研究可以发现,影响钢桥面环氧沥青混凝土施工质量的因素有很多,其中桥面喷砂除锈及环氧富锌漆施工、环氧树脂(防水)粘结层施工、环氧沥青混凝土施工、节段拼装梁接缝防水处治的施工质量控制是施工难点。要想提高工程质量,使工程建设卓有成效,就要不断创新,这既包括技术的创新(新材料、新工艺、新设备的应用),也包括管理的革新(工期的安排、人员的调动);同时要继续加大机械化施工规模,提升自动化施工水平,从而为类似的钢桥面施工提供借鉴。
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